SiO2

[Oliviermaillet]

Bonsoir tout le monde , j'ai une question , en dehors du sable qui est composé uniquement de SiO2 ou presque , je voudrais savoir si à partir d'un échantillon de sol quelconque , il était possible d'extraire le SiO2 ( en totalité et bien sûr SiO2 seulement ) pur ? et si oui par quelle voie chimique la plus simple , la plus rapide et la plus économique ?

merci

[ecolami]

Bonsoir,
Dans ta question tu ne distingue pas le SiO2 sous forme de sable ou graviers qui serait mélangé a "autre chose" (=terre, craie etc...) du Silicium sous forme combinée.
Tu souhaite extraire du SiO2 pur d'un mélange quelconque. La réponse dépendra naturellement du mélange et dans le cas le plus général il faudra une succession de réactions et séparations complexes. Suivant les cas on peut tenter de dissoudre ou décanter les impuretés ou alors on dissous préferentiellement la silice puis on purifie la solution avant de précipiter la silice en milieu acide. Il faut alors calciner cette silice hydratée pour avoir SiO2.
SiO2 peut se combiner avec des oxydes isomorphes pour former des cristaux homogènes. Donc il faudra des moyens d'analyses adaptés au Silicium et aux atomes susceptibles de l'accompagner.
Ta question présente certes un intérêt théorique mais sûrement pas pratique les gisements de sable siliceux incolore sont courants, on peut aussi se tourner vers le sable de diatomée.

[Oliviermaillet]

merci ecolami , dans tous les cas la fusion alkaline est elle une étape nécessaire pour extraire la silice ?

[ecolami]

merci ecolami , dans tous les cas la fusion aléaline est elle une étape nécessaire pour extraire la silice ?

Bonjour,
Une autre solution existe la dissolution avec l'acide Fluorhydrique La distillation permet d'obtenir du Tétrafluorure de Silicium. Mais, bon tout ça est super compliqué a cause des propriétés de l'acide fluorhydrique (détruit le verre et attaque de nombreux matériaux) ajoutant à cela sa grande toxicité.
La fusion alcaline sera avec un excès de soude ou potasse, la dissolution du produit de fusion peut être trés longue: dans l'industrie le silicate soluble est obtenu sous forme de verre pratiquement incolore et sa dissolution se fait en autoclave en plusieurs heures. Sinon un morceau de ce verre laissé dehors fini par éclater au bout d'un temps trés long (et quelconque...). J'ai pu visiter un atelier de silicate soluble il y a longtemps.
Quand on part d'une roche quelconque et qu'on la fond avec de la soude on finit par obtenir (une fois dans l'eau) une solution alcaline avec un précipité. La solution alcaline contient le silicate et les ions métalliques solubles en milieux fortement alcalin. Comme en rabaissant le pH on redissous les métaux et que la silice précipite on peut espérer la purifier. Mais comme en milieu fortement acide tout se redissous, et qu'en milieu moins acide on n'est pas sûr d'avoir une vraie séparation (voir gamme de précipitation des hydroxydes en fonction du pH et gamme relative a "l'acide silicique") on peut préférer la précipitation des sulfures métalliques en milieux alcalin.

[Oliviermaillet]

Merci ecolami je reste tenté d'effectuer une fusion alcaline ( NaOH et creuset en carbone vitreux ) suivie d'un passage à l'acide chlorhydrique mais comme tu l'as dit la séparation étant difficile je vais rabaisser le ph très délicatement , la précipitation de la silice commence je crois dès que le ph descend au dessous de 8 n'est ce pas ?

[chatelot16]

vu que le sable de silice bien pur se trouve a faible prix , quel est l'interet de faire de la silice par d'autre moyens ? ça sera compliqué et fera de la silice moins pure !

[Oliviermaillet]

salut chatelot , mon objectif est de réaliser cette expérience sans aucun rapport avec le fait que le sable existe ou non à bas prix , je veux m'entrainer durement à réaliser des expériences en chimie afin de développer mes connaissances et mon expérience .

Les creusets en carbone vitreux conviennent ils à la fusion alcaline ( NaOH ou Na2CO3 )?

[ecolami]

Bonsoir,
Le carbone vitreux convient pour la fusion alcaline.
Remarque: habituellement on rince à l'acide chlorhydrique un sable brut pour retirer le calcaire et un peu d'oxydes de fer (mais tout ne part pas).
Une solution de silicate soluble concentrée a un pH aux alentours de 12 - 13.
si on estime que la fusion alcaline aura été opérée sur un sable souillé d'oxydes de fer, de calcaire et d'argile on s'attend a trouver en milieu aqueux concentré alcalin un résidu insoluble d'oxydes de fer, d'hydrate de calcium. La solution contiendra du silicate de sodium et de l'aluminate de sodium. L'acidification de la solution précipitera d'abord l'acide silicique (=silice hydratée) puis vers ph 7 à 6 l'hydroxyde d'aluminium. Toute fois il n'est pas certain que la séparation soit bien faite parce que les domaines de précipitation et redissolution sont voisins. En continuant a acidifier on passera dans le domaine de dissolution de l'hydroxyde d'aluminium tout en restant dans la zone ou la silice ne se redissous pas. Attention parce qu'en excès d'acide les deux produits se redissolvent.